فناوری CiBER_seq 🔬🦠✂️
فناوری جدید ویرایش ژن ، قادر به تغییر چندین هزار ژن برای بررسی تاثیرات آن است. فناوری جدید که CiBER_seq نامیده می‌شود، میتواند به سرعت تمام توالی های ژنی که در DNA قرار دارند و به بیان یک ژن خاص کمک میکنند را تنظیم کند. بر پایه ویرایش ژنوم کریسپر،جدیدترین فناوری که توسط محققان در دانشگاه کالیفرنیا آشکار شد، تغییرات گسترده ژنتیکی ژنوم در هر ویرایش، با بازخوانی توالی عمقی فنوتیپ ، از نظر کمی اندازه گیری می‌شود.
فناوری CiBER_seq به آزمایشات اجازه میدهد تا آزمایشات همزمان با تجمع ده ها هزار آزمایش CRISPR انجام شود و نیز به بکارگیری توالی های عمیق برای اندازه گیری مستقیم کاهش یا افزایش فعالیت ژن ها در دوره کمک میکند.
نو آوری کلیدی هر sgRNA را با یک بارکد ( قسمتی کوچک از یک ژن که برای شناسایی آن ژن خاص مورد توجه قرار می‌گیرد.) متصل به یک پیشبرنده مرتبط میکند که تنها در صورت روشن بودن ژن،بارکد را رونویسی میکند. هر بارکد اثر یک sgRNA را گزارش میکند، و به طور جداگانه یک ژن را از یک مجموعه پیچیده هزاران sgRNA_ای را مورد هدف قرار میدهد. تعیین توالی عمیق به ما فراوانی نسبی هر بارکد در نمونه را میدهد که ، اجازه دسترسی سریع به هر کدام از 6000 ژن موجود در مخمر را بر روی پیشبرنده و بیان ژن مورد نظر دارد.
این فناوری جدید میتواند به محققان کمک کند تا ژن تاثیرگذار شبکه ژنتیکی مورد نظر خود را ردیابی کنند و برای یافتن سریع توالی نظارتی کنترل کننده ژن‌های بیماری به آنها کمک کند.این رویکرد جدید باعث می‌شود که بتوان مسیرهای ژنتیکی سلول را برای یافتن کنترل کننده‌های ژن،پیگیری کرد.
پروتئین kinesin چیست؟
کینسین ها پروتئین های حرکتی بیولوژیکی هستند که به ATP وابسته هستند و عملکرد آنها برای کمک به سلول ها در انتقال مولکول ها در امتداد میکروتوبول ها است. به زبان ساده ، این پروتئین ها به عنوان بزرگراه های درون سلول عمل می کنند زیرا امکان انتقال انواع محموله های سلولی را فراهم می کنند.
بیشتر آنها محموله های خود را به صورت آنتروگراد حمل می کنند که به سمت انتهای مثبت میکروتوبول که از مرکز سلول به حاشیه آن است ، جریان دارد. این در تضاد با دینئین است ، که یکی دیگر از اعضای خانواده پروتئین حرکتی اسکلتی اسکلتی است و محموله خود را به سمت انتهای منفی میکروتوبول حمل می کند. از نظر ساختاری ، کینسین به عنوان یک هتروترامتر وجود دارد که از دو زنجیره سبک و سنگین تشکیل شده است.
موتور کاتالیزوری کینسین ، که به آن سر نیز گفته می شود ، از اجزای زنجیره های سنگین است. این سر اجازه می دهد تا مولکول بدون عارضه جدا شدن در امتداد میکروتوبول حرکت کند. این مهم است ، زیرا اگر جدا شدن اتفاق بیفتد ، بار سلولی از طریق انتشار از بین می رود. سپس سر به یک ناحیه گردن پیوند دهنده متصل می شود که برای هدایت مسیر حرکت بار کوتاه و ضروری است. به دنبال این منطقه منطقه ای پیچیده است که در آن زنجیرهای سبک به هم متصل شده اند. اینها برای اتصال بار و تنظیم فعالیت حرکتی زنجیرهای سنگین عمل می کنند.
کینسین در انتقال وزیکول و اندامک نقش اساسی دارد. وزیکول ها را به مناطق آکسونی پیش سیناپسی منتقل می کند تا واسطه انتقال سیناپسی اتفاق بیفتد. محموله Kinesin اما فقط به انتقال وزیکول محدود نمی شود.
مطالعات نشان می دهد که این ماده قادر به حمل طیف متنوعی از محموله ها است ، از جمله میتوکندری ، لیزوزوم ، آداپتور و پروتئین های گیرنده و همچنین پروتئین هایی که در فعل و انفعالات مسیر سیگنالینگ نقش دارند. علاوه بر این ، اهمیت کینسین با پیامدهای جدی پزشکی ، مانند بیماری هایی مانند پارکینسون ، آلزایمر و هانتینگتون ، که به نظر می رسد برهم کنش کینسین با پروتئین های مرتبط با بیماری نقش دارد ، تأکید می شود.
در عملکرد اساسی دیگر ، کینسین در طول تقسیم سلول برای مونتاژ دوک ها ، جداسازی سانتروزوم ها و اتصال کروموزوم ها به دوک ها لازم است. مطالعات بیشتر فرض می كنند كه كینسین ممكن است نقش بیشتری در ایجاد تنش در داخل سلول برای الیاف كینتوكور، و همچنین جدا كردن كینتوكورها و حركت دادن كروموزومهای قطبی از طریق پلیمریزاسیون میکروتوبول در آنافاز داشته باشد. این عملکردها اهمیت را برجسته می کنند و به عنوان شواهد بالقوه ای هستند که نشان می دهد کینسین در یک عمل جراحی انتگرال در حین میتوز و میوز وجود دارد
اپی ژنتیک درمانی با استفاده از سلول های T
اپی ژنتیک درمانی، سلول های T را برای از بین بردن سلول های سرطانی تقویت میکند. در حالی که ایمونوتراپی می تواند به شدت برای برخی از بیماران مفید باشد، اما با کوچک شدن اندازه تومورها ، در برخی موارد ، افراد ممکن است به خوبی پاسخ ندهند ، یا اصلاً به درمان پاسخ ندهند. بسیاری از محققان در تلاشند سیستم ایمنی درمانی را درک کنند ، در حالی که دیگران به دنبال راه هایی برای بهبود کارایی آن هستند.
محققان مرکز سرطان پرنسس مارگارت روشی را برای ایجاد ” سربازان فوق العاده” سلول های سفید خون برای تقویت پاسخ ضد توموری سیستم ایمنی بدن ایجاد کردند. آنها امیدوارند که تبدیل سلول های T بتواند مکانیسم های پاسخ طبیعی بدن را که برای دفاع در برابر سلول های سرطانی استفاده می شود ، تقویت کند و به نفع کسانی باشد که مطابق انتظار به ایمونوتراپی پاسخ نمی دهند.
محققان امیدوارند با ترکیب استراتژی هایی برای درمان های ایمنی بتوانند فعالیت ضد تومور طبیعی را تقویت کنند. در آزمایش های آینده ، آنها امیدوارند که از سلول های T بیماران برای انجام اپی ژنتیک درمانی در آزمایشگاه استفاده کنند. دانشمندان با استفاده از، اصلاح تراپیِ DNA درمانی اپی ژنتیک، به طور مستقیم بر روی سلول های T؛ متوجه شدند که توانایی کشتن سرطان در سلول های T افزایش یافته است.
تأثیر بر فعالیت ژنتیکی بدون تغییر توالی DNA ، یک زمینه در حال ظهور درمان اپی ژنتیک است. به طور کلی ، در حالی که دستکاری ژنتیکی سلول های T برای درمان جدید و چالش برانگیز است ، محققان در مورد راه جدید تحقیقات سرطان امیدوار هستند.
Biotech nanocellulose
این نوع سلولز(نانو سلولز باکتریایی ، BNC) یک پلیمر طبیعی با پتانسیل بالا است. علاوه بر این، این تنها نوع سلولزی است که می تواند از طریق بیوتکنولوژی با استفاده از میکروارگانیسم ها و در نتیجه تولید هیدروژل با خلوص بالا و مقاومت مکانیکی بالا تولید شود و یک سیستم میکروپور بهم پیوسته تولید کند.اخیراً ، موضوع تحقیقات فشرده تأثیر در این بیوسنتز برای ایجاد خصوصیات تعیین کننده عملکرد است. این بررسی گزارش، در پیشرفت طراحی محصول و وضعیت فعلی کاربردهای فنی و پزشکی موثر است.
یک فناوری جدید ، پویا و مبتنی بر الگو ، به نام فناوری مخزن ماتریس متحرک (MMR Tech) نیز شناخته شده است. بدین ترتیب می توان شکل ، ابعاد خصوصیات سطح و ساختارهای نانومتری را به روشی کنترل شده طراحی کرد. مواد چند لایه تشکیل شده برنامه های جدیدی را در پزشکی و فناوری آغاز کرده است. به خصوص مواد پزشکی برای جراحی قلب و عروق و احشای و سیستم های انتقال دارو تولید شده است. تولید موثر کامپوزیت ها و پوشش های ساختاری لایه برای کاربردهای بالقوه در فناوری های الکترونیکی ، کاغذ، غذا و بسته بندی مهم است.
محدودیت در اندونوکلئاز
ستون فقرات به ترکیب مجدد DNA مولکولی
اندونوکلئاز محدود کننده دو نوع وجود دارد، نوع I و نوع II. آنزیم‌های محدود کننده نوع I برش‌هایی کاملاً تصادفی ایجاد میکنند، در حالی که آنزیم‌های محدود کننده نوع II فقط در محل محدودیت تعیین شده خود برش می‌خورند. بنابراین، آنزیم های محدود کننده نوع II در آزمایشگاه‌های بیوتکنولوژی مولکولی استفاده می‌شود، زیرا دانشمندان می‌توانند با استفاده از 800 آنزیم محدود کننده شناخته شده، هر ژنی را جدا کنند.
اندونوکلئازهای محدودکننده تقریباً در همه گونه‌های باکتری به طور طبیعی وجود دارند و آنها به عنوان مکانیزم دفاعی در برابر حمله به DNA ویروس عمل میکنند. هنگامی که یک باکتری به ویروس آلوده می شود، ویروس DNA خود را در باکتری آزاد می کند. این آنزیم‌های محدود کننده در داخل باکتری تولید می شوند و باعث تجزیه DNA دو رشته ای مهاجمان می‌شوند و تکثیر ویروس در باکتری را غیرممکن می کند. محققان تکنیک‌هایی را برای استخراج این آنزیم‌های محدود کننده از باکتری‌ها برای استفاده تجاری ایجاد کرده‌اند.
استفاده از این آنزیم ها در سلول های یوکاریوتیک، درمان‌ها و روش‌های درمانی فراوانی مانند انسولین را برای افرادی که مبتلا به دیابت هستند، فراهم کرده است. اخیراً، فناوری‌های نوترکیب در تولید واکسن Covid-19 نیز بسیار حیاتی بوده اند.
کاربرد روش های مهندسی ژنوم برای بهبود کیفیت در محصولات مهم
مهندسی ژنوم (GE) برای القای تغییرات خاص و هدفمند در ژنوم حیوانات و گیاهان با موفقیت به کار گرفته شده است. مهندسی ژنوم (GE) برای القای تغییرات خاص و هدفمند در ژنوم حیوانات و گیاهان با موفقیت به کار گرفته شده است. مهندسی ژنوم (GE) برای القای تغییرات خاص و هدفمند در ژنوم حیوانات و گیاهان با موفقیت به کار گرفته شده است. این ماده در زمینه های مختلفی از جمله تحقیقات، پزشکی، بیوتکنولوژی صنعتی و کشاورزی مورد استفاده قرار گرفته است.
در زمینه علوم زندگی، ابزارهای ژنتیک معکوس برای اصلاحات ژنومی محصولات، گزینه های فراوانی را شناسایی کرده است. این تکنیک‌ها مهندسی بسیار دقیق ژنوم را برای محصولات حیاتی برای امنیت غذایی فعال کرده و انقلابی بیشتر در اصلاح نژاد گیاه ایجاد کرده است. علاوه بر این، اصلاحات هدفمند در حال حاضر به طور گسترده‌ای برای اهداف مختلف کشاورزی و بیوتکنولوژی اعمال می‌شود.با این حال، ZFNها و TALENها به دلیل طراحی پروتئین، سنتز و اختصاصی بودن ماهیت ندارند. تا کنون، این ابزارهای جدید فرصت‌های جذاب برای انجام آزمایش‌های کاربردی در مقیاس بزرگ را ارائه داده‌اند.
تمرکز بر مفاهیم اولیه ایمونولوژی
اساساً، انتقال سلولهای قرمز خون (RBC) متداول‌ترین پیوند عضو در تمام داروها است.
هنگام انتقال RBC و پلاکت به بیماران برای جلوگیری از آلوایمونیزاسیون، ملاحظات ایمونولوژیکی متعددی باید در نظر گرفته شود و نه تنها امکان انجام تزریقات بعدی، بلکه ایمنی جنین در بارداری‌های آینده و حتی سلولهای بنیادی خونساز یا پیوند اعضاء جامد نیز تضمین شود.
مفاهیم تشخیص، پردازش و ارائه آنتی ژن توسط سیستم ایمنی ذاتی به سلولهای سیستم ایمنی سازگار، و پاسخ‌های ایمنی هومورال متعاقب آن اساس تشکیل آنتی بادی RBC را تشکیل می‌دهند.
به این ترتیب، خواننده مبنایی برای درک مباحث بعدی در مورد مقاوم در برابر پلاکت‌ها، پشتیبانی از تزریق در حین پیوند سلولهای بنیادی خون ساز و به طور کلی آلوایمونیزاسیون RBC دارد.
ویرایش ژنوم با واسطه جنین برای بهبود سریع ژنتیکی دام
انتخاب انواع مفید DNA هدف اصلی پرورش حیوانات است.
فناوری ویرایش ژنوم با توانایی خود در معرفی مستقیم انواع توالی مفید فرصت‌های جدیدی را برای مدرن سازی اصلاح حیوانات با غلبه بر این محدودیت بیولوژیکی و تسریع در دستاوردهای ژنتیکی فراهم میکند.
برای تحقق بخشیدن به افزایش سریع ژنتیکی، لازم است ویروس‌های دقیق در جنین‌هایی که از نظر ژنتیکی انتخاب شده‌اند وارد شود، که تأخیر ژنتیکی را به حداقل می‌رساند.
با این حال، ویرایش دقیق با واسطه جنین توسط مکانیزم‌های ترمیم به روش همسانی (HDR) در حال حاضر یک فرآیند ناکارآمد است که اغلب جنین‌های موزاییکی تولید می کند و تعداد جنین‌های ویرایش شده موجود را بسیار محدود میکند.
چنین استراتژی تولید مثل میتواند یک رویکرد تسریع یافته و هدفمند را برای بهبود دام فراهم کند که امکان انباشت انواع مفید، حتی ویژگی‌های بدیع از خارج از نژاد را در جدیدترین زمینه ژنتیکی نخبه، اساسا در یک نسل واحد فراهم میکند.
رابطه بین میکروبیوم روده و بیان ژن میزبان
کار بر روی ارگانیسم‌های نمونه، بیوپسی انسان و کشت سلولی نشان میدهد که میکروبیوم روده تنظیم کننده مهمی در چندین مسیر میزبان مربوط به بیماری‌ها از جمله توسعه ایمنی و انرژی است. متابولیسم و بالعکس میکروبیوم روده کروماتین میزبان را بازسازی میکند، باعث ایجاد تفاضل متفاوتی می‌شود، چشم انداز اپی ژنتیکی را تغییر میدهد و مستقیماً آبشارهای سیگنالینگ میزبان را قطع می کند. تکنیک‌های در حال ظهور مانند تعیین توالی RNA تک سلولی و تولید ارگانوئیدها می‌توانند درک ما از رابطه بین میکروبیوم روده و بیان ژن میزبان را در آینده بهبود بخشند.
